CN1332182C - 压力和振动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力和振动检测装置，包括：壳体，所述壳体安装在产生振动的机器中，所述壳体具有与压力源连通的入口；压力传感器，所述压力传感器检测壳体中的压力变化；以及振动件，所述振动件可移动地设置在壳体中，用于在机器中产生振动时感应壳体中的压力变化，所述振动件包括：可伸缩的连接件，所述连接件大致气密地连接振动件的外围和壳体的内表面，同时允许振动件移动；以及通气孔，所述通气孔贯穿振动件。本发明中的压力和振动检测装置能够被设置为具有多种功能的单个装置，同时容易制造，并且能够降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及压力和振动检测装置，所述压力和振动检测装置被设计用来通过单一装置检测压力和振动。
背景技术
一般来说，使用水的清洁装置，诸如洗衣机或洗碗机等，包括水位传感器，用于检测将水供入所述装置中时清洁装置中的水位。对于这种水位传感器，通常使用压力传感器，用于检测由于水位振动而引起的压力变化。并且，清洁装置包括振动传感器，用于检测清洁装置操作时所产生的振动。
有很多应用，分别包括了压力传感器和振动传感器，以检测压力和振动。对于这种应用，例如有：储罐，用于储存对压力或振动敏感的有害材料，诸如易燃化学材料；在实验室中的风洞试验设备，要求检测风压和振动，以及类似装置。
然而，传统上，压力和振动传感器被分别地制造，然后设置在装置中。这样，具有这些传感器的装置中的部件数量增加，从而使装置的结构复杂并且增加制造成本。
为了解决上述问题，2002年5月27日授权的韩国专利No.10-338262公开了一种传感器，用于检测水位和振动，其中压力和振动检测能够通过单一装置被实施。韩国专利No.10-338262所公开的用于检测水位和振动的传感器包括：隔膜，所述隔膜能够根据洗衣机中水位的变化所引起的空气压力变化而变形；能够根据隔膜的变形状态而位移的芯；包围隔膜和芯的壳体；以及线圈，所述线圈设置在壳体中，方式为壳体围绕线圈以检测芯的位移。
用于检测水位和振动的传感器还包括：振动检测部分，所述振动检测部分被设置用来在芯的一个侧面限定预定的空间并且具有倾斜表面；以及滚动件，所述滚动件可移动地设置在振动检测部分中。由此，当振动在机器中产生时，振动检测部分中的滚动件在沿着振动检测部分的倾斜表面移动的同时感应出线圈中的电感变化，以检测振动。
用于检测水位和振动的上述传感器被集成为一体，以便检测水位和振动。然而，由于传感器包括隔膜、芯和线圈，作为根据水位的变化检测压力变化的部件，并且包括具有倾斜表面的振动检测部分和滚动件，作为检测振动的部件，因此很多部件设置在传感器中，从而使结构复杂并且增加了制造成本。并且，由于传感器采用当机器中产生振动时通过滚动件的移动来检测引起的振动的原理，因此很难检测微小的振动及其幅值。
发明内容
本发明的示意性的、非限定性的实施例克服了上述缺点以及未描述的其他缺点。并且，本发明不需要克服上述的所有缺点，本发明的示意性的、非限定性的实施例可以不克服上述问题中的任一个问题。
在考虑了上述和其他问题的基础上，提出了符合本发明的装置，本发明的一方面是提供一种压力和振动检测装置，所述装置被设计用来检测压力和振动，并且所述压力和振动检测装置具有简单的结构，容易制造，并且能降低制造成本。
本发明的另一方面是提供一种压力和振动检测装置，所述装置被设计用来精确地检测微小振动及其幅值。
本发明的附加方面内容和/或优点将在以下的描述中部分得到阐述，部分从说明书中可以得到显而易见的了解，或者可以通过实施本发明而得知。
与本发明一致，这些和/或其他方面通过提供一种压力和振动检测装置而被实现，所述装置包括：壳体，所述壳体适于安装在产生振动的机器中并且具有与压力源连通的入口；压力传感器，所述压力传感器检测壳体中的压力变化；振动件，所述振动件可移动地设置在壳体中，用于在机器中产生振动时感应壳体中的压力变化，其中所述振动件可以包括：可伸缩的连接件，所述连接件大致气密地连接振动件的外围和壳体的内表面，同时允许振动件移动；以及通气孔，所述通气孔贯穿振动件。
根据本发明，压力传感器可以设置在壳体入口的相对侧处。
振动件可以设置在壳体的入口与壳体中的压力传感器之间。
压力和振动检测装置还可以包括：出口，所述出口形成在壳体入口的相对侧处；以及连接管，所述连接管连接出口和压力传感器，以检测通过出口传递的压力变化，振动件设置在壳体中的壳体入口和出口之间。
压力传感器可以是压电元件。
压力和振动检测装置还可以包括放大电路，用于放大从压力传感器输出的电信号。
附图说明
通过参考附图描述示例性实施例，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一实施例的压力和振动检测装置的结构的剖视图；
图2是当用本发明的压力和振动检测装置检测振动时机器中的压力变化的图解表示；
图3是当利用本发明的压力和振动检测装置检测压力时机器中的压力变化的图解表示；
图4是根据本发明第二实施例的压力和振动检测装置的结构的剖视图；以及
图5是应用本发明的压力和振动检测装置的洗衣机的例子的剖视图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的实施例，实施例的例子被示出在附图中，其中相同的附图标记在所有附图中表示相同的元件。以下对示例性的描述旨在参考附图解释本发明。
本发明的压力和振动装置能够被应用到既需要压力检测装置又需要振动检测装置的机器上，下面将描述本发明的应用。参考图1，所述压力和振动检测装置包括壳体10，所述壳体10安装在产生振动的机器1的外表面上。壳体具有限定在其中的压力空间11，并且在壳体10的相对的侧面上形成有入口10a和出口10b。壳体10的入口10a通过诸如管子、软管等压力管12与机器1中的压力源(未示出)相连通。即，机器1中需要具有压力测量的部分和壳体10的内部通过压力管12彼此连通，从而壳体1中的压力空间11能够经历依赖于机器1的压力变化的压力变化。
所述压力和振动检测装置包括：传感器壳体14，所述传感器壳体14通过连接管13连接至壳体的出口10b；以及设置在传感器壳体14中的压力传感器15。由此，当壳体10中的压力通过连接管13被传递至传感器壳体14的内部时，压力传感器15检测压力，从而机器1中的压力变化能够被检测。压力传感器15可以包括普通的压电元件，所述压电元件将压力变化转换成电信号，并且检测电信号的变化，从而检测压力变化。从压力传感器26输出的电信号通过放大电路40被放大。
所述压力和振动检测装置还包括振动件16，所述振动件16可移动地设置在壳体10的压力空间11中，以便不仅允许通过壳体10中的压力变化来检测机器1中的压力变化，而且允许检测在机器1中产生振动时从机器1传递到壳体10的振动。振动件16为圆盘形状，具有预定的重量，并且外径小于壳体10的内径。振动件16被连接件17保持在壳体10中，所述连接件17气密地连接振动件16的外围和壳体10的内表面，并且能够伸展以允许振动件16运动。振动件16的中心形成有贯通振动件16的通气孔，从而在测量机器1中的压力时，通过壳体10的入口10a传递到壳体10的内部的压力能够被传递到压力传感器15。优选但不是必须的，振动件16由具有预定厚度的橡胶或树脂制成，并且优选但不是必须的，可伸展连接件17由具有薄膜形状且伸展性好的橡胶制成。
压力和振动检测装置被构造成：当壳体10由于机器1的振动而振动时，在壳体10中的振动件16被移动以感应壳体10的压力空间11中的压力变化，以允许压力传感器15通过检测压力空间11的压力变化而检测机器1的振动。这里，振动件16的振动幅值和频率与机器1的振动程度成比例，并且壳体10中的压力变化也与振动件16的振动幅值和频率成比例。这样，压力传感器15能够通过检测由于机器1的振动而引起的壳体10中的压力变化来检测机器1的振动。同样地，当振动产生时，壳体10中的压力变化具有如图2所示的特征。即，当振动在机器1中产生时，随着振动件16的运动，在壳体10中的压力变化增加，这样从压力传感器15输出的电信号也显著变化。由此，本发明的压力和振动检测装置能够实现对振动及其振幅的相对精确的检测。并且，由于从压力传感器15输出的电信号通过放大电路40而被放大，因此振动能够更精确地被检测。
在本发明的压力和振动检测装置中，由于壳体10中在两侧的空间通过设置在振动件16中心处的通气孔18而彼此连通，根据机器1中压力变化而变化的壳体10中的压力通过通气孔18被传递到压力传感器15，从而允许压力传感器15检测机器1中的压力。当检测上述的压力时，如图3所示，壳体10中的压力与机器中压力的增长成比例地升高，从压力传感器15输出的电信号具有与机器1中压力的增长成比例的特性，从而使机器1中的压力被检测。
图4是根据本发明第二实施例的压力和振动检测装置的结构的剖视图。与根据第一实施例的压力和振动检测装置不同，根据第二实施例的压力和振动检测装置具有压力传感器25，所述压力传感器25设置在壳体中且在入口20a的相对侧处，用于检测壳体20的内压。由于压力和振动检测装置具有振动件26和压力管22，其中振动件26和压力管22与第一实施例的压力和振动检测装置的振动件26和压力管22相同，并且在第二实施例的压力和振动检测装置中检测压力和振动的原理与第一实施例的相同，因此对它们的描述将被省略。
下面将描述应用本发明的压力和振动检测装置的洗衣机的例子。
如图5所示，洗衣机设有：储水容器31，所述储水容器31设置在主体壳体30中，并且储存用于洗衣物的水；以及32，所述桶32可转动地设置在储水容器31中。洗衣机还包括：搅拌器33，所述搅拌器33设置在桶32中，用于产生洗涤衣物用的水流，同时交替地沿顺时针和反时针方向转动；和驱动装置34，所述驱动装置34安装在储水容器31之下，用于转动桶32和搅拌器33。
应用于洗衣机的本发明的压力和振动检测装置安装在储水容器31的外表面上并且在其上部。具体而言，压力和振动检测装置的壳体10安装在储水容器31的外表面上且在其上部，且连接至壳体入口的压力管12延伸至储水容器31的下部，并且在储水容器31的下部与储水容器31连通。
在该应用中，当储水容器31中的水位升高时，由于压力管12中流动的水量的变化而引起的压力管21内部的空气压力的变化通过壳体10的压力空间被传递至压力传感器15，由此压力传感器15能够通过检测压力变化而检测洗衣机中的水位。另外，储水容器31的振动通过如上所述的检测振动的原理而被传递至壳体，并且接着被压力传感器15检测。
从上述内容可以了解，由于本发明的压力和振动检测装置具有这样的构造，其中：压力检测器通过检测从机器通过壳体入口传入壳体的压力，从而检测机器中的压力，并且检测通过振动件的运动在壳体中引起的压力变化，从而检测机器的振动，因此有这样的有益效果：即，压力和振动检测装置能够被设置为具有多种功能的单个装置，同时容易制造，并且能够降低制造成本。
并且，由于压力传感器能够通过检测由振动件的振动而引起的在壳体中的微小压力变化来检测机器的振动，因此具有能够精确地检测微小振动及其振幅的有益效果。
尽管已经示出和描述了本发明的示例性实施例，然而本领域普通技术人员可以理解，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，能够对这些实施例进行改变，它们的范围被限定在权利要求以及它们的等同物中。
Claims (6)
1.一种压力和振动检测装置，包括：
壳体，所述壳体安装在产生振动的机器中，所述壳体具有与压力源连通的入口；
压力传感器，所述压力传感器检测壳体中的压力变化；以及
振动件，所述振动件可移动地设置在壳体中，用于在机器中产生振动时感应壳体中的压力变化，
所述振动件包括：可伸缩的连接件，所述连接件大致气密地连接振动件的外围和壳体的内表面，同时允许振动件移动；以及通气孔，所述通气孔贯穿振动件。
2.根据权利要求1所述的压力和振动检测装置，其中，所述压力传感器设置在壳体入口的相对侧。
3.根据权利要求1所述的压力和振动检测装置，其中，所述振动件设置在壳体中，位于壳体入口与压力传感器之间。
4.根据权利要求1所述的压力和振动检测装置，其中，所述压力和振动检测装置还包括：出口，所述出口形成在壳体入口的相对侧处；以及连接管，所述连接管连接所述出口和压力传感器，以检测通过出口传递的压力变化，振动件设置在壳体的入口和出口之间。
5.根据权利要求1所述的压力和振动检测装置，其中，所述压力传感器包括压电元件。
6.根据权利要求1所述的压力和振动检测装置，其中，所述压力和振动检测装置还包括放大电路，用于放大从压力传感器输出的电信号。
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Granted publication date: 20070815 Termination date: 20100311 |